Kalıp geometrisi, sertliği ve yüzey kalitesinin çeliğin sıcak ekstrüzyonunda kalıp ömrüne etkisi

Çeliğin sıcak ekstrüzy onunda kullanılan kalıpların ömrü konusunda yapılmış olan bu çalışmada: (i) olabildiğince geniş bir literatür araştırması yapılmış; (ii) uygulamadaki geçmiş malumatın analizi; (iii) kalıba tesir eden geometrik, fizik (mekanik, termik), hemen bütün faktörler ile metalürjik özelliklerin belirlenmesi; (iv) araştırma ve uygulama için: (a) optimal kalıp geometrisinin belirlenmesi amacıyla hidro dinamik yağ filminin farklı üç kesit formu için optimal fonksiyonlarının etüdü; (b) kalıp yüzey sertliğinin nitrürasyon ile (H 13 çeliğinden ma mul kalıplar) artırılması; (c) yüzey kalitesinin yükseltilmesi gibi üç faktörün üst üste getirilmesiyle sonuca ulaşılma yolu seçilmiştir. Bu çalışma ile, kuşkusuz önem ve etki mertebeleri değişse de, genel olarak, aralarında kuvvet, kesit alanı, ekstrüzyon basıncı, deformasyon hızı, deformasyon, deformasyon mukavemeti, diğer geometrik boyutlar, metal sı caklığı, sürtünme katsayısı ve mamul hassasiyetinin de bulunduğu kalıp ömrünü etkileyen 21 değişkenin dikkate alınması gerekebileceği belirlenmiştir. Diğer bütün faktörler aynı kalmak, ani mekanik ve termik gerilme şoklarına maruz bı rakılmamak kaydıyla kalıp giriş kesitinin radyüs yerine optimal geometrik (te zimizde üstel fonksiyon) formun verilmesiyle kalıp ömrünün birkaç kat artabi leceği; bunun yanında yüzey kalitesinin ortalama pürüzlülüğün 4-5 u dan 0,2 y nın altına indirilerek artırılması ve yüzey sertliğinin 42-44 HRC den 62-68 HRC seviyelerine çıkarılması suretiyle bu değerlerin sınırlarına, işlem lerin performanslarına bağlı olarak, kalıp ömrünün asgari dört-beş; normalde on katı veya daha fazla artırılabileceği ortaya konulmuştur. Geçmiş malumatın analizi ve yapılan yönlendirilmiş çalışma şartları nın bulguları, aynı çap ve geometri şartları için farklı malzemelerin sıcak ekst- rüzyonunda kalıp ömürleri arasında şöyle bir matematik izafi bağıntıyı doğrula mıştır: iki kalıp ömrünün birbirine oranı, çekilen malzemelerin 1100 C deki mu kavemetlerinin ters oranı ile deformasyon mukavemetlerinin ters oranının çarpı mına eşittir.